1795
.pdfМинистерство образования Российской Федерации Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
С.А. Паузин
АРХИТЕКТУРНАЯ ФИЗИКА
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Архитектурная физика».
Направление подготовки 07.03.01 Архитектура, направленность (профиль) Архитектурное проектирование
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
Министерство образования Российской Федерации Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра архитектуры
С.А. Паузин
АРХИТЕКТУРНАЯ ФИЗИКА
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Архитектурная физика».
Направление подготовки 07.03.01 Архитектура, направленность (профиль) Архитектурное проектирование
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
2
УДК 72:53 (075.8)
Паузин С.А. Архитектурная физика [Электронный ресурс]: Учебнометодическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Архитектурная физика». Направление подготовки 07.03.01 Архитектура, направленность (профиль) Архитектурное проектирование / С.А. Паузин; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т.- Н.Новгород: ННГАСУ, 2016. – 15 с; ил. 1 электрон. опт. диск (CD-RW)
Содержит методические рекомендации по подготовке к лекциям по основным разделам дисциплины «Архитектурная физика».
Предназначено для студентов, обучающихся в ННГАСУ по направлению 07.03.01 «Архитектура» для подготовки к лекционным занятиям, включая рекомендации по самостоятельной работе.
© С.А. Паузин 2016
© ННГАСУ, 2016
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. |
Рекомендации обучающимся по подготовке к лекциям . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
2. |
Общие рекомендации по организации самостоятельной работы . . . . . . . . |
19 |
Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
20 |
|
4
1. Рекомендации обучающимся по подготовке к лекциям
Целями освоения учебной дисциплины «Архитектурная физика»
являются ознакомление студентов с основами архитектурно-строительной физики, тенденциями развития и основными методами акустических и светотехнических расчетов. Формирование навыков работы со специальной и справочной литературой, с нормативно-технической документацией.
Выработка у студентов навыков и умений проектирования комфортной тепловой, звуковой и световой среды в помещениях различного назначения.
Методы изучения материала - активная работа на лекциях и практических занятиях, самостоятельная работа с литературными источниками и справочной нормативной литературой.
Основные виды учебных занятий - лекции, практические занятия, зачет.
Учебные задачи - ознакомление студентов с особенностями проектирования зданий, научными аспектами специализированных разделов проектов.
Лекции – форма учебного занятия, цель которого состоит в рассмотрении теоретических вопросов излагаемой дисциплины в логически выдержанной форме. Важно понять, что лекция не является копией учебника, а скорее – обобщением многочисленной литературы, авторской разработкой, которая отражает опыт преподавателя его представления о том, что студент должен знать.
Правильно законспектированный лекционный материал позволяет студенту создать устойчивый фундамент для самостоятельной подготовки, дает возможность получить и закрепить полезную информацию. Именно на лекции создаются основы для эффективной и плодотворной работы с информацией,
которая нужна студенту как в профессиональной, так и в повседневной жизни.
Восприятие лекции и ее запись – это процесс постоянного сосредоточенного внимания, направленного на понимание рассуждений лектора, обдумывание полученных сведений, их оценку и сжатое изложение на
5
бумаге в удобной для восприятия форме. То есть, самостоятельная работа студента на лекции заключается в осмыслении новой информации и ее краткой рациональной записи. Правильно записанная лекция позволяет глубже усвоить материал, успешно подготовиться к практическим занятиям, зачетам и экзаменам и к реальному проектированию.
По дисциплине «Основы строительной физики» тематический план лекций и практических занятий, а также формы текущего контроля успеваемости представлен в таблице 1.
Таблица 1
Неделя № |
Наименование раздела учебной дисциплины |
Аудиторные занятия |
Формы текущего |
|||
(модуля). |
|
(в часах) |
|
|||
|
|
|
||||
|
|
|
контроля успеваемости |
|||
|
Тема занятия |
|
|
|
|
|
|
Лекц. |
Лаб. |
|
Практ. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
1 |
Основы строительной физики |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Содержание и значение предмета. Основные |
2 |
|
|
2 |
СР |
|
определения. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Способы создания требуемого микроклимата |
2 |
|
|
2 |
|
|
в зданиях. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Температурное поле. Температурный |
2 |
|
|
2 |
|
|
градиент. Виды теплопередачи. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Теплопроводность. Закон теплопроводности |
2 |
|
|
2 |
|
|
Фурье. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Коэффициент теплопроводности. |
2 |
|
|
2 |
|
|
Термическое сопротивление. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Конвекция. Гидродинамический и тепловой |
2 |
|
|
2 |
|
|
пограничный слои. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Тепловое излучение. Основные понятия и |
2 |
|
|
2 |
|
|
законы теплового излучения. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Сложный теплообмен в стационарных |
2 |
|
|
2 |
|
|
условиях. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Термическое сопротивление криволинейных |
2 |
|
|
2 |
|
|
поверхностей |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Проектирование тепловой защиты зданий. |
|
|
|
|
|
|
Определение толщины утеплителя в |
4 |
|
|
4 |
СР |
|
наружных конструкциях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Проектирование тепловой защиты зданий. |
2 |
|
|
2 |
КР |
|
Распределение температуры по ограждению |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Строительная светотехника. Цели и задачи |
2 |
|
|
2 |
|
|
раздела. Инсоляция. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Естественное освещение. |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Основные понятия физиологической оптики. |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
Искусственное освещение. Источники света и |
2 |
|
|
2 |
|
|
световые приборы. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
Неделя № |
Наименование раздела учебной дисциплины |
Аудиторные занятия |
Формы текущего |
|||
(модуля). |
|
(в часах) |
|
|||
|
|
контроля успеваемости |
||||
Тема занятия |
|
|
|
|
||
Лекц. |
Лаб. |
|
Практ. |
|
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
16 |
Расчет и проектирование осветительных |
2 |
|
|
2 |
|
|
установок. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17- |
Совмещенное освещение. |
2 |
|
|
2 |
|
18 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИТОГО: |
36 |
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Раздел «Теплотехника»
Тема 1. Основы строительной теплотехники
Цель лекции: дать обучающимся основные представления о дисциплине строительной теплотехники, еѐ разделах, истории и связи с другими разделами строительной физики.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.
Дидактические функции лекции:
1.Формирование у обучающихся целостных представлений о дисциплине строительной теплотехники и еѐ связи с другими разделами строительной физики.
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
В рамках обозначенной темы даются общие сведения о строительной теплотехнике и еѐ месте среди дисциплин строительной физики. Раскрываются основные разделы строительной теплотехники и рассматриваемые ими вопросы. Рассматриваются исторические этапы формирования представлений о теплоте и отоплении помещений зданий. Раскрываются принципы обеспечения комфортных температурных и гигиенических условий в помещениях зданий. Приводятся санитарно-гигиенические требования и нормативные документы.
Задание для самостоятельной работы:
В качестве задания для самостоятельной работы студентам предлагается написать эссе на тему «Необходимость знаний по строительной теплотехнике в современном мире».
Тема 2. Теория теплообмена-1
Цель лекции: дать обучающимся представление о теории теплообмена, ее основных определениях и составных разделах.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.
Дидактические функции лекции:
1. Формирование у обучающихся представления о теории теплообмена, как необходимой научной базе для дальнейшего рассмотрения разделов дисциплины.
7
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
Раскрытие основных понятий: теплообмен, стационарное и нестационарное температурное поле, температурный градиент. Виды теплопередачи.
Рассмотрение одного из видов теплообмена – теплопроводности. Закон теплопроводности Фурье, коэффициент теплопроводности, понятие термического сопротивления.
Задание для самостоятельной работы:
В качестве самостоятельной работы предлагается изучение научной литературы для углубления знаний.
Тема 3. Теория теплообмена-2
Цель лекции: дать представление о конвективном теплообмене.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.
Дидактические функции лекции:
1.Формирование у обучающихся знаний о конвективном теплообмене, как одном из важных способов передачи тепла.
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
Понятие конвективного теплообмена. Гидродинамическая аналогия. Понятие теплового пограничного слоя. Коэффициент конвективной теплоотдачи.
Задание для самостоятельной работы:
В качестве самостоятельной работы предлагается изучение научной литературы для углубления знаний.
Тема 4. Теория теплообмена-3
Цель лекции: дать представление о лучистом теплообмене.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.
Дидактические функции лекции:
1.Формирование у обучающихся знаний о лучистом теплообмене, как одном из важных способов передачи тепла.
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
Раскрытие понятия «теплового излучения». Инфракрасное волны и их тепловые свойства. Основные законы теплового излучения: закон Планка, закон Вина, закон СтефанаБольцмана. Лучистый теплообмен между двумя телами в лучепрозрачной среде.
8
Задание для самостоятельной работы:
В качестве самостоятельной работы предлагается изучение научной литературы для углубления знаний.
Тема 5. Некоторые вопросы теории теплообмена
Цель лекции: дать представление о важных частных случаях в теории теплообмена.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.
Дидактические функции лекции:
1.Формирование представления у обучающихся о неразрывной взаимосвязи академических научных представлений о внешнем мире и практическими методами, создаваемыми на их основе, для использовании в практических расчетах.
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
Понятие сложного теплообмена в условиях стационарного теплового поля. Термическое сопротивление криволинейных поверхностей. Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек.
Задание для самостоятельной работы:
В качестве самостоятельной работы предлагается изучение научной литературы для углубления знаний.
Тема 6. Проектирование тепловой защиты зданий
Цель лекции: дать представление о системе теплотехнических расчетов, как о составном разделе проектной документации, а также методах их выполнения в системе действий проектирования реального объекта.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.
Дидактические функции лекции:
1.Формирование умений по выполнению теплотехнических расчетов.
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
Последовательность проектирования тепловой защиты. Выбор условий эксплуатации. Определение параметров наружного воздуха. Подбор или разработка конструктивных решений наружных ограждений, обеспечивающих требуемый уровень тепловой защиты.
Рекомендации по выполнению раздела проектной документации «Мероприятия по обеспечению соблюдения требований энергетической эффективности и требований оснащенности зданий, строений и сооружений приборами учета используемых энергетических ресурсов».
9
Задание для самостоятельной работы:
В рамках самостоятельной работы обучающиеся выполняют простые теплотехнические расчеты в соответствии с действующими нормативами СП 50.13330.2012.
Раздел «Светотехника»
Тема 1. Основы строительной светотехники
Цель лекции: дать обучающимся основные представления о дисциплине строительной светотехники, еѐ разделах, истории и связи с другими разделами строительной физики.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.
Дидактические функции лекции:
1.Формирование у обучающихся целостных представлений о дисциплине строительной светотехники и еѐ связи с другими разделами строительной физики.
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
Врамках обозначенной темы даются общие сведения о строительной светотехнике и еѐ месте среди дисциплин строительной физики. Раскрываются основные разделы строительной светотехники и рассматриваемые ими вопросы. Рассматриваются исторические этапы формирования представлений об освещении и инсоляции помещений зданий и территорий. Раскрываются принципы обеспечения комфортных зрительных и гигиенических условий в помещениях зданий. Приводятся санитарно-гигиенические требования и нормативные документы.
При освоении данной темы студенту следует овладеть базовыми понятиями строительной светотехники: свет, естественное и искусственное освещение, система естественного освещения, инсоляция, инсолирование, продолжительность инсоляции, зрительная работа, освещенность, ультрафиолетовое излучение.
Задание для самостоятельной работы:
В качестве задания для самостоятельной работы студентам предлагается написать эссе на тему «Светотехника в современном мире».
Тема 2. Инсоляция и солнцезащита
Цель лекции: формирование у обучающихся представления о проектировании зданий и градостроительном проектировании с учѐтом гигиенических требований к инсоляции и солнцезащите.
Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — проблемная.
Дидактические функции лекции:
1. Формирование у обучающихся комплексного подхода к проблемам проектирования
10